Module de sciences respiration

EPS et activités scientifiques au service de l’éducation à la santé
Alain Tisserond ; Mémoire CAFIPEMF EPS 2005
Sciences
expérimentales et
technologie
Cycle 3
Séquence
Respiration et
Circulation

EPS et activités scientifiques au service de l’éducation à la santé
Alain Tisserond ; Mémoire CAFIPEMF EPS 2005
1• La place dans les programmes
Compétences visées : (sciences expérimentales et technologie)
Avoir compris et retenu :
 Etre capable de repérer les mouvements respiratoires (inspiration et expiration) et d’effectuer une
première approche de la distinction entre l’air inspiré et l’air expiré.
 Etre capable de mesurer des rythmes respiratoire et cardiaque et de les interpréter pour
comprendre les liens entre respiration, circulation et activité physique.
 Etre capable de développer des arguments mettant en évidence le rôle de la circulation sanguine dans
l’alimentation des organes à partir des poumons.
 Saisir la justification de quelques comportements souhaitables en matière de santé.
Etre capable de :
 Poser des questions précises et cohérentes à propos d’une situation d’observation ou d’expérience
 Imaginer et réaliser un dispositif expérimental susceptible de répondre aux questions que l’on se
pose, en s’appuyant sur des observations, des mesures appropriées ou un schéma.
 Mettre en relation des données, en faire une représentation schématique et l’interpréter, mettre en
relation des observations réalisées en classe et des savoirs que l’on trouve dans une documentation.
 Rédiger un compte-rendu intégrant schéma d’expérience ou dessin d’observation.
Compétences spécifiques (Maîtrise de la langue)
Parler
 Utiliser le lexique spécifique des sciences dans les différentes situations didactiques mises en jeu
 Formuler des questions pertinentes
 Participer activement à un débat argumenté pour élaborer des connaissances scientifiques en en
respectant les contraintes (raisonnement rigoureux, examen critique des faits constatés, précision
des formulations, etc.)
 Utiliser à bon escient les connecteurs logiques dans le cadre d’un raisonnement rigoureux
Lire
 Lire et comprendre un ouvrage documentaire, de niveau adapté, portant sur l’un des thèmes du
programme
 Trouver sur internet des informations scientifiques simples, les apprécier de manière critique et les
comprendre
 Traiter une information complexe comprenant du texte, des images, des schémas, des tableaux, etc.
Écrire
 Prendre des notes lors d’une observation, d’une expérience, d’une enquête
 Rédiger avec l’aide du maître, un compte rendu d’expérience ou d’observation (texte à statut
scientifique)
 Rédiger un texte pour communiquer des connaissances (texte à statut documentaire)
 Produire, créer, modifier et exploiter un document à l’aide d’un logiciel de traitement de texte.
Eléments de polyvalence :
 Lien avec un module d’apprentissage en endurance (EPS)
 Éducation à la santé

EPS et activités scientifiques au service de l’éducation à la santé
Alain Tisserond ; Mémoire CAFIPEMF EPS 2005
2• Un déroulement possible de la séquence
Questions de
départ
Activités
conduites avec
les élèves
Activités
langagières Organisation de la classe
Connaissances,
savoirs et
savoir-faire en
jeu
Séance 1 Où va et que
devient l’air que
tu respires ?
Recueil des
conceptions et
réalisation de
graphiques
Dessin, écrit,
oral Individuel et clase entière
Communiquer par
textes, schémas
puis par oral
Séance 2
A quoi
ressemble
l’appareil
respiratoire ?
Observation
préparation
cœur-poumons ;
Oral, écrit
(compte-rendu),
schématisation
Groupes, classe
entière
(confrontations)
Observer, faire
un dessin
d’observation
Séance 3
L’air expiré est-
il identique à
l’air inspiré ?
Expériences sur
les échanges
gazeux
Oral, écrit
(compte-rendu),
schématisation
Groupes, classe
entière
(confrontations)
Manipuler,
observer,
raisonner,
communiquer par
textes, schémas
puis oral.
Séance 4
Que se passe-t-
il au niveau des
poumons ? A
quoi sert
l’oxygène ?
Recherche
documentaire Lecture, écrit et oral Binômes, classe entière
Rechercher des
informations,
BCD, Internet, …
Séance 5 Comment
l’oxygène est-il
transporté ?
Recueil et
confrontation
des conceptions
Dessin, écrit,
oral Individuel et clase entière
Communiquer par
textes, schémas
puis par oral
Séance 6
Qu’est-ce que le
sang ? Où
circule le sang
Recherche
documentaire,
synthèse
Lecture, écrit et
oral Binômes, classe entière
Rechercher des
informations,
BCD, Internet, …
Séance 7
Comment le
cœur
fonctionne t-il ?
Comment
l’oxygène est-il
transporté de
poumons aux
organes ?
Recherche
documentaire,
synthèse
Lecture, écrit et
oral Binômes, classe entière
Rechercher des
informations,
BCD, Internet, …
Séance 8
Que se passe t-
il lors d’un
effort
physique ?
Enquête Lecture, écrit et
oral Binômes, classe entière
Analyser un
tableau de
données,
communiquer par
textes puis par
oral
Séance 9 Évaluation Dessin, écrit Individuel
Réinvestir les
connaissances
acquises au cours
de la séquence

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Alain Tisserond ; Mémoire CAFIPEMF EPS 2005
3• Introduction et débat initial sur la respiration et la circulation
Avant d’entreprendre ce travail, on pourra demander aux élèves de compléter un questionnaire sur leurs
conceptions des liens entre activité physique et acquisitions scientifiques.
Ensuite, les situations vécues en endurance pourront constituer un excellent préalable aux activités de
recherche sur la respiration et la circulation. On fera constater aux élèves les modifications physiologiques
et on leur demandera d’écrire une série de questions qui les interpellent. Voici quelques exemples de
questions recensées par le maître :
• « Pourquoi sommes-nous fatigués ? »
• « Pourquoi est-ce que j’ai un point de côté qui me fait mal ? »
• « Pourquoi devient-on rouge après un effort ? »
• « Pourquoi est-on essoufflé ?»
• « Pourquoi a-t-on chaud ? »
• « Pourquoi on a du mal à respirer ? »
• « Pourquoi respire-t-on vite en courant ? »
• « Pourquoi on transpire ? »
On engagera alors un débat, puis en tenant compte des conceptions des élèves et des difficultés repérées, on
mettra progressivement en place des situations permettant de répondre aux questions qu’ils se posent.
Difficultés prévisibles sur le concept de respiration :
Parmi les conceptions les plus fréquentes recensées sur la respiration, on trouve :
• L’air va dans les poumons mais aussi dans le cœur ou dans le sang.
• Les poumons sont comme des ballons de baudruche.
• C’est l’air qui en entrant fait gonfler les poumons.
• On inspire de l’oxygène.
• L’air expiré est du mauvais air ou du gaz carbonique.
Beaucoup d’enfants de cycle 3 savent que l’air va dans les poumons mais ils imaginent que ces organes sont
comme des ballons de baudruche. En effet, ils n’ont jamais vu de poumons ; ils ont simplement travaillé sur
des dessins qui représentent ces organes sous forme de ballons. Or, les ballons de baudruche se gonflent
quand on y envoie de l’air, car les parois ne laissent pas passer l’air.
Par ailleurs, ils ont pu constater que lors d’un effort physique, le rythme respiratoire s’accélère et qu’il existe
donc un lien entre respirer et courir.
Pour tenir compte de ces deux aspects, les enfants pensent que l’air passe à la fois dans les poumons et dans
le sang.
D’autres savent que le corps retient de l’oxygène lors de la respiration et pensent que l’air inspiré est de
l’oxygène.
On voit donc qu’une des difficultés majeures est que les poumons sont assimilés à des ballons à paroi étanche
interdisant le passage de l’air. La deuxième difficulté est que les élèves du cycle 3 ignorent souvent que l’air
est un mélange gazeux contenant, notamment, de l’oxygène. Enfin, il est difficile pour beaucoup d’entre eux
de concevoir que l’oxygène peut passer à travers une paroi (de l’air vers le sang, au niveau des poumons).
Difficultés prévisibles sur le concept de circulation :
• Le sang n’est pas endigué, le cœur n’est pas indiqué. Le corps est comme un récipient rempli de sang.
(Quand on se fait une plaie, on voit rarement les vaisseaux sanguins et le sang semble sortir du corps)
• Le sang circule dans un circuit ouvert : il passe du cœur dans des tuyaux qui s’achèvent dans les
différentes parties du corps (idée d’irrigation = analogie avec l’irrigation des champs, l’eau est
propulsée dans des tuyaux et se répand dans le sol. Le mot « irrigation » utilisé pour le corps est
ambigu.)

EPS et activités scientifiques au service de l’éducation à la santé
Alain Tisserond ; Mémoire CAFIPEMF EPS 2005
• Le sang circule dans un circuit ouvert ou fermé: il part du cœur, passe dans des tuyaux et revient au
cœur par ces mêmes tuyaux (idée de circulation= évocation de la circulation routière. Sur un route, la
circulation se fait dans les deux sens
• Le sang est canalisé mais il ne circule pas.
Elles peuvent s’expliquer par deux types de difficultés. Premièrement, tous ces organes ne sont pas visibles
de l’extérieur : par exemple, si on voit certaines artères, on ne voit pas les capillaires sanguins.
Deuxièmement, certains mots n’ont pas le même sens en sciences et dans le langage courant, « irrigation » et
« circulation » notamment.
Rappel :
Ces conceptions erronées sont celles que l’on rencontre le plus souvent chez les élèves. Cela ne dispense donc
pas le maître de recueillir et d’analyser celles des élèves de sa classe.
Proposition de démarche :
• Définir des objectifs de connaissance
• Recueillir les conceptions
• Dégager les questions essentielles
• Sélectionner les activités en tenant compte des difficultés repérées.
• Évaluer les apprentissages